变速变载条件下Inconel带材的成形性能

Inconel铟镍合金是核电设备中燃料组件格架条带的常见原材料。为了提高核燃料组件格架条带产品的冲制质量,对铟镍合金板料冲压成形性能进行了研究。针对该材料价格昂贵和各向异性明显的特点,采用有限元方法进行分析。首先通过试验方法得到材料力学性能参数,再利用有限元模拟分析在变速变载条件下铟镍合金的成形性能。研究了冲压成形速度、速度模式、压边力大小和载荷模式对铟镍合金成形性能的影响。最后通过模具冲制试验结果分析验证了有限元模拟分析的正确性。结果表明:通过有限元数值模拟分析更加了解了铟镍合金板料冲制性能,并为格架条带冲制提供了工艺参数。     

挤压变形对镁合金组织与力学性能的影响

研究了镁合金管材挤压成形工艺参数,如坯料温度、模具温度、润滑、挤压比、挤压速度等对镁合金管材挤压后组织与力学性能的影响,以及镁合金管材挤压成形后高温性能、室温性能和超塑性性能。结果表明:镁合金挤压管材的室温力学性能为屈服极限190 MPa,拉伸强度280 MPa,伸长率17%;镁合金挤压管材在400℃高温时的力学性能为屈服极限、拉伸强度值接近25MPa,伸长率180%;随着变形程度的增大,力学性能指标随之增大,并分析了镁合金管材挤压后组织状态的变化。     

AZ31镁合金挤压模拟与实验研究

采用有限元模拟和实验验证相结合的方法对AZ31镁合金十字型材挤压过程进行研究。研究发现,有限元模拟能够较真实地反映镁合金挤压变形过程中的热力学参数分布和演变情况。同时发现,通过调整挤压速度能使镁合金挤压出口温度维持在较小范围内波动,从而解决镁合金变形温度范围窄的问题,保证制品沿长度方向的组织性能和尺寸精度稳定。     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

快速凝固镁合金挤压棒材及其组织性能研究

双辊快速凝固技术能够细化晶粒、增大合金固溶度,可以大幅度地提高传统结构材料的综合性能。文中以镁合金快速凝固薄片为原料挤压制备了快速凝固棒材,介绍了快速凝固薄片的挤压设备和工艺,分析了快速凝固挤压棒材的微观组织和力学性能。发现在适当的工艺条件下,可以制备出比镁合金铸锭挤压棒材的组织性能更优良的快速凝固镁合金挤压棒材。     

汽车用镁/钢异种金属冷金属过渡点焊工艺特性

采用冷金属过渡的方法对AZ31B变形镁合金和镀锌钢板进行搭接点焊试验,运用正交试验法优化工艺参数,同时利用光学显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明,运用冷金属过渡方法能够获得成形美观和性能良好的焊接接头;工艺参数显著性顺序为镀锌钢板孔径大小、送丝速度、点焊时间;接头为典型的点熔钎焊接头,由钎焊结合区和熔焊结合区组成;接头的抗拉剪载荷可达3.12 kN,远大于相同尺寸下镁镁点焊试样的抗拉剪载荷,接头的断裂方式为剪切型断裂和撕裂型断裂.     

退火温度对大变形热轧AZ31镁合金板材力学性能的影响

采用热挤压态AZ31变形镁合金板坯,研究了退火温度对大变形热轧AZ31变形镁合金板材力学性能的影响.结果表明:随着退火温度的升高,变形镁合金板材的抗拉强度和屈服强度减小,伸长率呈线性增加趋势,硬度和杯突值均降低.变形镁合金板材的力学性能与其晶粒尺寸和组织均匀性密切相关.     

连续挤压机用新型堵头模具材料的研制

在K403合金基础上通过铸锻工艺制备出连续挤压机用新型堵头模具材料——GH403合金,然后对GH403合金的组织结构和力学性能进行了观察分析,并在TLJ400型连续挤压机上采用GH403合金堵头进行了应用实验.结果表明:GH403合金组织均匀,具有良好的强韧综合性能,可以满足铜镁合金的连续挤压需要;在连续挤压高强度铜镁合金过程中,其挤压寿命比H13高出17倍,具有良好的性价比.     

模具结构对AZ91镁合金挤压成形性能的影响

AZ91镁合金由于强度高、流动性好等特点,通常用作铸造合金。研究该合金合理的挤压温度、挤压速度及模具结构,对提高其塑性成形性能、开发高强度变形镁合金有重要的理论和实际意义。文章通过热模拟试验研究了AZ91镁合金应力应变关系,确定了最佳变形温度。在此基础上,采用三维有限元法模拟分析了不同挤压速度、模具结构对挤压过程温度场、速度场及应力场的影响。结果表明,采用锥模和流线模时,当定径带长度为15mm~20mm时,可在挤压速度达到5mm/s的条件下成形出表面光滑无裂纹的镁合金棒材;而采用平模挤压时,当定径带长度为10mm~20mm时,获得良好表面质量的挤压速度达到2.5mm/s。在650t的卧式挤压机上,进行了该合金的挤压实验,实验结果与模拟结果相吻合。     

镁合金手机外壳冲模设计及实验研究

以AZ31B镁合金手机外壳冲模设计和在普通机械式锻压机上的冲压生产为例,对AZ31B镁合金冲压成形过程中的板料制备、冲模设计、模具及板料的温度、冲压变形速度、润滑剂的选用等关键技术作了较为系统的实验研究。实验表明,通过合理地选取模具参数并对拉伸速度、坯料及模具温度等主要影响因素的控制,可有效地解决AZ31B镁合金拉伸生产过程中的拉裂缺陷,在普通机械式锻压机上能成功地冲压出镁合金手机外壳。     

退火处理对含铒Al-6Mg-1Mn铝合金组织和性能的影响

研究了不同稳定化退火工艺下,热挤压含铒高镁铝合金板材的力学性能和耐蚀性能,通过优化稳定化退火工艺获得了热挤压含铒高镁铝合金板材稳定化工艺窗口。结果表明,热挤压含铒高镁铝合金板材在260～270 ℃退火,随稳定化退火时间的延长,耐蚀性能达到不敏感区;经人工加速敏化处理后合金的耐蚀性能仍然能够保持在介敏区,腐蚀性能改善;结合敏化后的腐蚀深度观察分析,结果显示在优化的260 ℃×16～24 h退火工艺下,合金具有良好的耐蚀性能和力学性能;通过透射电镜(TEM)对优化工艺合金微观组织进行分析,观察到晶界处无明显断续析出的β相,说明合金具有良好的耐腐蚀性能。     

Influence of Extrusion Joint on Microstructural Evolution and Properties of Mg Alloy Sheet

The mechanical behaviour of AZ31 magnesium alloy sheet with the extrusion joint(EJ) was evaluated.Extruded joint of AZ31 alloy sheets was obtained by the hot extrusion process. Tensile tests were carried out along the extrusion direction at room temperature, and both the non-uniform plastic deformation and the fracture behaviour were studied. It is found that the samples with EJ present significantly deteriorated mechanical properties compared with the EJfree counterpart. Inhomogeneous microstructure distribution around EJ zone brings in the uncoordinated deformation due to the high density of f10"12g twins which were readily activated during plastic deformation.     

2A12合金的无润滑管材挤压工艺实验研究

为了在国产35 MN挤压机上实现2A12合金管材的无润滑挤压,减少废品的产生,通过分析2A12合金的材料性能及国产35 MN挤压机的结构特点,对挤压机的穿孔针系统结构进行改造,并在该挤压机上进行了2A12合金的无润滑管材挤压实验.实验结果表明,在合理控制挤压速度、挤压温度、铸锭加热温度等工艺参数的条件下,可以实现2A12合金的无润滑管材挤压;挤压产品的内表面质量好,偏心度得到很大改善.     

挤压工艺对ME20M镁合金组织和力学性能的影响

研究不同挤压工艺条件对ME20M镁合金组织和力学性能的影响。结果表明:挤压工艺参数的变化对ME20M的晶粒尺寸和组织均匀性具有较大的影响,存在主要第二相Mn单质颗粒吸附Mg12Ce现象,其吸附量随Mn颗粒分布位置的变化而变化,造成Mg12Ce分布不均,成为制约ME20M合金组织性能改善的主要因素之一。主要通过合理控温、控速等挤压工艺控制挤压纤维组织的分布与数量,利用其强化作用实现抗拉强度超过250 MPa、伸长率超过10%型材的工业化生产。     

AZ31B镁合金薄板的单向拉伸行为实验研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上对AZ31B镁合金薄板(0.6 mm)拉伸试样在100～350℃的温度范围和1×10-1～1×10-3s-1的应变速率范围内进行了的单向拉伸实验,根据实验结果对AZ31B镁合金薄板的力学性能进行了分析.结果表明:AZ31B镁合金薄板在较低变形温度100～150℃时,应变速率对流动应力的影响不大;相比之下应变速率对AZ31B镁合金的断裂伸长率却有一定的影响,提高应变速率会降低材料的伸长率;在较高变形温度(200℃以上)时,应变速率对流动应力的影响比较明显,表现出显著的应变速率敏感性.     

New concepts of extrusion dies to reduce the anisotropy of extruded profiles by means of additive manufacturing

The directionality of material flow in established forming processes often leads to a material-specific development of anisotropic mechanical properties. The significance is determined by the process related state variables. A new approach to control the state variables and to reduce the mechanical anisotropy is based on an extrusion die design concept where material flow components perpendicular to the extrusion direction (ED) are adjusted. Specially shaped internal free-form surfaces require additive manufacturing for the establishment of the dies. A concept for a flat band profile is elaborated and the impact on exemplary lightweight alloys, aluminum alloy AA6060 and magnesium alloy AZ31 is discussed.     

镁合金零件等温复合挤压技术研究

研究了镁合金的变形温度、变形程度对塑性成形的影响,介绍了实验用的模具和设备,从润滑剂的选用、挤压速度、挤压温度、坯料加热几方面介绍了镁合金的挤压工艺,得出镁合金在等温复合挤压条件下成形性能较好的结论。制定的AZ31镁合金挤压工艺及工艺参数是合理的,对于实际生产有参考作用。     

Production of 150 cm wide AZ31 magnesium sheet by twin roll casting

150 cm wide AZ31 magnesium alloy sheet was produced by twin roll casting. The sheets of 6 mm thickness were cast.The sheet material was characterized using various techniques including metallography and XRD. The mechanical properties were investigated by tensile tests and hardness measurements. The procedures were developed for thermomechanical treatment of cast sheet material. The products of these procedures were characterized and the results were discussed for possible potential applications.     

热挤压工艺对AZ31镁合金组织与力学性能的影响

在不同挤压条件下对AZ31镁合金进行了热挤压试验,并对挤压前后材料组织与力学性能的变化进行了分析.研究结果表明,AZ31镁合金热挤压时发生了动态再结晶,材料组织比铸态时细化,力学性能大幅度提高;AZ31镁合金挤压后的组织及力学性能受挤压温度及冷却方式影响,在本试验范围内,AZ31镁合金在623 K挤压后空冷得到的组织均匀细小,力学性能良好.     

Effect of Extrusion Strain Path on Microstructure and Properties of AZ31 Magnesium Alloy Sheet

The mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheets processed by different extrusion strain paths were examined in correlation with concurrent microstructure and texture evolution. The conventional extrusion(CE) and asymmetric extrusion(ASE) paths were performed on Mg alloy sheets. The textures at near surface and mid-layer of ASE sheets were various throughout sheet thickness direction as a result of extra asymmetric shear strain. This can stimulate the orientation of(0002) basal planes to incline approximately 12° toward the shear direction. Moreover, the basal texture of ASE sheet was weakened compared with CE one. Enhancing the ambient formability of extruded Mg alloy sheet fabricated by ASE path was accomplished by the tilted weak basal texture.